皮卡公司“鹈鹕”农业无人机快速进入市场

格雷厄姆·沃里克

皮卡公司研发了农用药物喷洒无人机，利用电推进和自动驾驶技术降低运用风险和成本。

对于初创公司来说，快速进入市场最为重要。总部位于美国加州的皮卡公司（Pyka）拥有一款无人机，该公司相信这款产品能加快航空领域两项最风靡技术的发展——自动驾驶和电推进技术。皮卡公司开发的农作物喷洒电推进无人机可在大型农场进行短距起降，满足当前电池技术水平，而且远离人口稠密地区。

皮卡公司成立于2016年，首席执行官兼联合创始人迈克尔·诺尔西亚此前在eVTOL初创公司小鹰航空开发“科拉”（Cora）无人机和“海维赛德”（Heaviside）无人机。诺尔西亚表示，皮卡公司的目标是将eVTOL、电推进和自动驾驶技术应用到商业案例中，使其无人机迅速进入市场。而这意味着必须使用不同类型的无人机平台以简化开发，即不使用垂直起降平台而是使用短距起降平台。

皮卡公司将市场用例聚焦在空中喷洒作物的农业无人机上，其无人机飞行高度低于120m，不会与美国联邦航空管理局（FAA）对空域整合的要求相冲突，另一个有利因素是比有人驾驶的农用飞机成本更低。

皮卡公司的第一款无人机是重270kg的“白鹭”（Egret）无人机，已在新西兰完成测试，并表示“白鹭”无人机进行了严格的认证。

2020年10月1日，皮卡公司最新款的“鹈鹕”（Pelican）无人机获得FAA特殊适航证书，被允许在加州和内华达州的指定农场进行非商业性测试和演示。“鹈鹕”无人机翼展11．6m，由3个20kW的电机驱动位于机翼和尾部的螺旋桨，可携带重280kg的任务载荷在45m高度内起降。“鹈鹕”针对作物喷洒进行了专门优化，外形像一架固定翼滑翔机，是一个空中的“巨大油箱”，超过一半的重量来自液体。皮卡公司表示，特殊适航证是获得商业许可所必要的第一步，其大约一年前开始和FAA合作，取得了很大的进展。全部认证工作预计在2021年初完成，将是迄今为止获得FAA认证的最大无人机。

除了体型变得更大外，“鹈鹕”无人机与“白鹭”无人机相比的最大变化是起落架从后三点式改为前三点式。皮卡公司曾试图采用自动化技术来解决后三点起落架的着陆问题，但无人机在接地时仍会弹起，因此最终放弃了后三点式。“鹈鹕”无人机以26km/h的飞行速度在侧风中自动着陆时，进近时偏航25°，着陆仍偏航10°，无人机不通过地面绕圈而是通过前三点起落架自动调整。

“鹈鹕”无人机以80 ～100km/h的速度飞行，每小时喷洒0．55km2的土地，每英亩施加8L农药，包括进行4km的往返飞行、加油和换电池。每次飞行持续10min左右，飞行三次后可更换电池，在地面充电。机头拆下后，可对3节重18kg、3．5kWh功率的电池进行更换。

“鹈鹕”无人机可自主起降，皮卡公司会在事先确定需要喷洒农药的区域和全部障碍物并发送给无人机，除此以外的事项都由无人机自行处理。无人机从起飞点飞到工作的小块区域后，把该区域划分为狭长的列，并进行精确转弯，不断动态调整并跟踪已喷洒过的区域。在一次加载后可喷洒1/10的工作区，然后从停止的地方继续开始。

通常，大多数农场会为GPS引导的牵引飞机绘制地图，而“鹈鹕”无人机的机头装有激光雷达，能完成3D航空绘图和路径规划，可在探测到障碍物时避开。例如，如果“鹈鹕”的激光雷达发现地面上的中轴式灌溉车的机械臂进入无人机工作区域，无人机将停止喷洒，爬升飞过障碍物，然后降高度继续喷洒。

目前，皮卡公司已生产3架“鹈鹕”无人机，之后计划每两个月生产一架。该公司计划先自己运营“鹈鹕”无人机一段时间，后期再推销给农业经营者作为新工具。农用飞机的固有风险很高，根据美国国家运输安全委员会（NTSB）的数据，农用飞机在2017年就发生了67起空中喷洒事故。■